Fisiología: Músculo esquelético | Mecanismo de contracción muscular | Parte 1

Introducción a la contracción muscular

Resumen de la sección: En esta sección introductoria, se aborda el tema de la contracción muscular. Se discute el mecanismo de la contracción, la estructura de las moléculas involucradas y cómo se obtiene energía para el funcionamiento del músculo.

Estructura del músculo esquelético

• Las fibras musculares o miofibrillas son las unidades más pequeñas del músculo esquelético.

• Estas fibras musculares difieren en su composición celular y tienen nombres especiales para sus membranas (sarcolema), citoplasma (sarcoplasma) y retículo endoplasmático (retículo sarcoplásmico).

• El retículo sarcoplásmico cumple tres funciones principales: almacenamiento de calcio, liberación durante la contracción y recaptación después de la contracción.

Composición de los filamentos musculares

• Los filamentos gruesos se llaman miosina, mientras que los filamentos delgados se llaman actina.

• La proporción entre miosina y actina es aproximadamente 2 a 1.

• Existen alrededor de 3000 moléculas de miosina y 1500 moléculas de actina en una fibra muscular.

• Estos filamentos se interdigitan formando diferentes bandas en el músculo.

Bandas en los filamentos musculares

• Las bandas conformadas por moléculas tanto de actina como de miosina se llaman bandas A.

• Las bandas conformadas únicamente por moléculas de actina se llaman bandas I.

• La línea M es el punto de unión de las moléculas de miosina y está compuesta por proteínas fijadoras de la miosina.

• Los discos Z son proteínas de anclaje que mantienen en su lugar las moléculas de actina.

Conclusión

La contracción muscular es un proceso complejo que involucra la interacción entre los filamentos de miosina y actina. La estructura del músculo esquelético, con sus fibras musculares y los diferentes tipos de bandas, permite que se produzca la contracción. El entendimiento detallado de esta estructura es fundamental para comprender el funcionamiento del músculo.

Proteínas de alineación y control de longitud

Resumen de la sección: En esta sección se habla sobre las proteínas de alineación y control de longitud que unen los filamentos de actina a los discos zetas. Se menciona específicamente la proteína neblina, encargada de la alineación y longitud de estos filamentos.

Proteínas de alineación y control de longitud

• Las proteínas que unen los filamentos de actina a los discos zetas se llaman proteínas de alineación o proteínas de control de longitud.

• La proteína neblina es una proteína importante en este proceso, encargada tanto de la alineación como del control de longitud de los filamentos.

Músculo esquelético estriado

Resumen de la sección: En esta sección se explica por qué el músculo esquelético se denomina "músculo estriado" debido a las bandas visibles en su estructura.

Músculo estriado

• El músculo esquelético también es conocido como "músculo estriado" debido a las bandas visibles en su estructura.

• Estas bandas son formadas por la interdigitación de los filamentos de actina y miosina.

• Las bandas A y banda I son aquellas que presentan formas similares a estrías cuando observamos el músculo desde lejos.

Interacción entre miosina y actina para la contracción muscular

Resumen de la sección: En esta sección se explica que para que se produzca la contracción muscular, es necesaria la interacción entre la miosina y la actina.

Interacción miosina-actina

• Para que se produzca la contracción muscular, siempre debe haber una interacción entre la miosina y la actina.

• La miosina se une a la actina en el sitio de unión de actina para permitir este mecanismo de contracción.

Estructura molecular de la miosina

Resumen de la sección: En esta sección se describe la estructura molecular de la miosina, destacando las cadenas pesadas y ligeras, así como las regiones de cabeza y cola.

Estructura molecular de la miosina

• La molécula de miosina está formada por dos cadenas pesadas enrolladas entre sí, formando una estructura llamada cuerpo o cola.

• También está formada por cuatro cadenas ligeras, dos en cada cadena pesada, que forman una estructura llamada cabeza.

• La cabeza de la miosina es responsable de los movimientos hacia atrás o hacia adelante para interactuar con los filamentos de actina.

• La proteína titina une a la miosina a los discos zetas y sirve como resorte para volver a su posición normal después de la contracción.

Región bisagra y brazo cruzado en la miosina

Resumen de la sección: En esta sección se explica sobre las regiones bisagra y brazo cruzado en las moléculas de miosinas.

Región bisagra y brazo cruzado

• La región bisagra en la miosina permite que la cabeza realice movimientos hacia atrás o hacia adelante para contactar o despegarse de la actina.

• Existe una pequeña región que une la región bisagra con las verdaderas cabezas, llamada brazo de la miosina.

• La unión del brazo con la cabeza de la miosina se denomina puente cruzado.

Actividad enzimática de la cabeza de miosina

Resumen de la sección: En esta sección se menciona que la cabeza de miosina tiene actividad enzimática especializada para convertir ATP en energía.

Actividad enzimática de la cabeza de miosina

• La cabeza de miosina tiene una actividad especializada llamada ATPasa, que convierte ATP en moléculas de alta energía (ATP y fosfato inorgánico).

• Esta actividad ocurre tanto cuando la actina se une a la miosina como cuando se separan.

Estructura molecular de la actina

Resumen de la sección: En esta sección se describe brevemente cómo está formada molecularmente la actina.

Estructura molecular de la actina

• La actina está formada por dos cadenas helicoidales enrolladas entre sí.

• Estas cadenas están compuestas por proteínas denominadas tropomiosinas.

• Además, contiene una molécula importante llamada troponina.

Puntos activos y contracción muscular

Resumen de la sección: En esta sección se mencionan los puntos activos en los filamentos de actina, donde ocurre la interacción con las cabezas de miosina para producir la contracción muscular.

Puntos activos y contracción muscular

• Los puntos activos son lugares en los filamentos de actina que reciben a las cabezas de miosina para producir la contracción.

• Estos puntos activos permanecen inactivos en estado de reposo.

Funciones de la tropomiosina y la troponina

Resumen de la sección: En esta sección se explican las funciones de la tropomiosina y la troponina en el proceso de contracción muscular.

Tropomiosina

• La tropomiosina es una molécula que se enrolla junto con otras moléculas.

• En estado de reposo, la tropomiosina cubre los puntos activos, impidiendo la unión de la cabeza de miosina.

• Su función principal es inactivar o cubrir los puntos activos para evitar contracciones.

Troponina

• La troponina está formada por tres unidades: troponina T, troponina I y troponina C.

• La troponina T tiene afinidad por la tropomiosina y se une a ella.

• La troponina I tiene afinidad por la actina.

• La troponina C tiene afinidad por el calcio.

• El calcio liberado por esta interacción es el encargado de iniciar el proceso de contracción muscular.

Diagnóstico de daño muscular

• Las mediciones de las diferentes formas de troponinas en sangre pueden utilizarse para diagnosticar daño muscular.

• Cuando hay daño muscular, las células musculares se dañan y liberan sus componentes al torrente sanguíneo.

• Si se detecta un aumento en los niveles de troponinas en sangre, indica que existe una lesión muscular.